Caracterización estructural e inhibición in silico de enzimas de la ruta de biosíntesis de esteroles de Cryptococcus neoformans y Pneumocystis jirovecii

Abstract

La meningoencefalitis criptocócica y la neumonía pneumocística, son enfermedades oportunistas que afectan mayormente a pacientes inmunodeprimidos, con patógenos que han desarrollado mecanismos de resistencia a los antifúngicos tradicionales. Para afrontar este problema, la biotecnología moderna ha adoptado métodos teórico-computacionales, provenientes de otros campos, ya que la lucha contraestos organismos, pasa por caracterizar, estructuralmente, las dianas farmacológicas de los nuevos medicamentos, así como sus interacciones con estos. Se obtuvieron modelos por homología de las enzimas CYP51 de Cryptococcus neoformans (CnCYP51) y 24SMT:SAM de Pneumocystis jirovecii (Pj24SMT:SAM). El 97.46% y el 98.25% de los residuos en CnCYP51 y Pj24SMT:SAM, respectivamente, estuvieron en las regiones permitidas del diagrama de Ramachandran; el análisis de ProSA ubicó ambas estructuras dentro del intervalo esperado de z-score, todo lo cual indicó buena calidad de modelos. Se localizaron los sitios activos de ambas enzimas y se caracterizaron las interacciones y accesos hacia su interior, así como regiones transmembrana. El análisis de ConSurf mostró alta conservación evolutiva en los residuos de los sitios activos. Se realizaron estudios de acoplamiento molecular con esteroles naturales y semi-sintéticos, derivados del metabolismo de Pleurotus spp., con ambos modelos y, además, la CYP51 humana (HsCYP51), para evaluar la selectividad. Se diseñaron 13 nuevos ligandos de tipo esterol para Pj24SMT:SAM; de ellos solo uno mostró una selectividad media, con Ki-[24PjSMT:SAM]/Ki-[HsCYP51] = 13. De 27 ligandos diseñados para CnCYP51, cuatro de ellos con Ki-[CnCYP5]/Ki-[HsCYP51] entre 32 y 886, son identificados como altamente selectivos. Estos cinco esteroles semi-sintéticos fueron considerados como potenciales agentes antifúngicos.